Sistemas mistos ao-concreto. Vantagens Com relao s estruturas de concreto : -possibilidade de dispensa de frmas e escoramentos -reduo do peso prprio.

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    18-Apr-2015

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  • Sistemas mistos ao-concreto
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  • Vantagens Com relao s estruturas de concreto : -possibilidade de dispensa de frmas e escoramentos -reduo do peso prprio e do volume da estrutura -aumento da preciso dimensional da construo Com relao s estruturas de ao : -reduo considervel do ao estrutural -reduo das protees contra incndio e corroso
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  • Sistemas mistos ao-concreto NBR 8800/2008 Vigas mistas Anexo O Pilares mistos Anexo P
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  • Sistemas mistos ao-concreto Vigas mistas
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  • Sistemas mistos ao-concreto Vigas mistas Vantagens -Aumento considervel na rigidez do piso -Menor peso dos perfis de ao, reduo de 20% a 40% -Menor altura da seo viga-laje
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  • Sistemas mistos ao-concreto Vigas mistas Novidades/Alteraes da NBR 8800/2008 1)Largura efetiva das lajes,a ser considerada de cada lado da linha de centro das vigas 1.1 Vigas biapoiadas -1/8 do vo da viga mista -metade da distncia entre a viga analisada e a viga adjacente -distncia da linha de centro da viga borda de uma laje em balano
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  • Sistemas mistos ao-concreto Vigas mistas 1.2 Vigas contnuas ou semicontnuas
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  • Sistemas mistos ao-concreto Vigas mistas 2) Trelias mistas Novidades/Alteraes da nova NBR 8800
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  • Sistemas mistos ao-concreto Vigas mistas Novidades/Alteraes da nova NBR 8800 2) Trelias mistas -serem biapoiadas -terem interao completa com a laje de concreto -terem a linha neutra situada no concreto -terem a rea do banzo superior desprezada nas determinaes do momento fletor resistente de clculo
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  • Sistemas mistos ao-concreto Vigas mistas Novidades/Alteraes da nova NBR 8800 3) Armadura de costura
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  • Sistemas mistos ao-concreto Vigas mistas Novidades/Alteraes da nova NBR 8800 3) Armadura de costura A s > 0,2 % da rea seo cisalhamento do concreto,para lajes macias A s > 150 mm/m A s > 0,1 % da rea seo cisalhamento do concreto, para lajes mistas com nervuras transversais ao perfil de ao Alm disso :, onde :
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  • Sistemas mistos ao-concreto Vigas mistas Novidades/Alteraes da nova NBR 8800 3) Armadura de costura
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  • Sistemas mistos ao-concreto Vigas mistas Novidades/Alteraes da nova NBR 8800 3) Armadura de costura
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  • Sistemas mistos ao-concreto Vigas mistas 4) Momento fletor positivo, resistente de calculo Para vigas com
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  • Sistemas mistos ao-concreto Vigas mistas Em construes no escoradas as vigas mistas devem atender tambm a : MG / Wa + ML / Wef = fyd
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  • Novidades/Alteraes da nova NBR 8800 5) Resistncia de conectores tipo pino c/ cabea A resistncia de um conector o menor de : Sistemas mistos ao-concreto Vigas mistas
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  • Sistemas mistos ao-concreto Vigas mistas Novidades/Alteraes da nova NBR 8800 5) Resistncia de conectores tipo pino c/ cabea
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  • Sistemas mistos ao-concreto Vigas mistas Novidades/Alteraes da nova NBR 8800 5) Resistncia de conectores tipo pino c/ cabea Rp deve ter os seguintes valores : -1,00 para conectores soldados diretamente no perfil de ao; havendo nervura paralelas ao perfil, pelo menos 50% da mesa deve ter contato com concreto -0,75 para conectores soldados em laje mista com nervuras perpendiculares ao perfil e e para conectores soldados em uma forma com nervuras paralelas ao perfil -0,60 para conectores soldados em laje mista com nervuras perpendiculares ao perfil e
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  • Sistemas mistos ao-concreto Vigas mistas Novidades/Alteraes da nova NBR 8800 6) Deslocamentos So calculados por analise elstica da seo homogeneizada por,onde 6.1 Trelias Onde o deslocamento obtido antes do concreto atingir a 0,75 f ck, com o momento de inrcia I ef = 0,85 I trel, onde I trel o momento de inrcia da trelia de ao
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  • Sistemas mistos ao-concreto Vigas mistas Novidades/Alteraes da nova NBR 8800 6.1 Trelias o deslocamento obtido aps o concreto atingir a 0,75f ck com o momento de inrcia I ef =I tm - 0,15I trel onde I tm o momento de inrcia da trelia mista calculado com a laje e a corda inferior
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  • Sistemas mistos ao-concreto Vigas mistas Novidades/Alteraes da nova NBR 8800 6.2 Vigas O deslocamento obtido por onde: o deslocamento antes do concreto atingir a 0,75f ck, calculado com I a o deslocamento provocado pelas aes permanentes e pelas aes variveis de longa durao, aps o concreto atingir a 0,75f ck, calculado com I ef utilizando-se na homogeneizao da seo a relao 3E/E c
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  • Sistemas mistos ao-concreto Vigas mistas Novidades/Alteraes da nova NBR 8800 6.2 Vigas o deslocamento provocado pelas aes aes variveis de curta durao, aps o concreto atingir a 0,75f ck, calculado com I ef utilizando-se na homogeneizao da seo a relao E/E c a contraflecha dada ao perfil de ao, limitada a
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  • Sistemas mistos ao-concreto Vigas mistas Novidades/Alteraes da nova NBR 8800 7) Interao parcial onde F hd o menor valor entre A s f yd e 0,85f cd bt c a) Para perfis simtricos para interao completa L e a distncia entre pontos de momento nulo
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  • Perfis mistos de ao Vigas mistas Novidades/Alteraes da nova NBR 8800 7) Interao parcial b) Perfis assimtricos ( rea da mesa inferior igual a trs vezes a rea da mesa superior ) para (interao completa)
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  • Perfis mistos de ao Vigas mistas Novidades/Alteraes da nova NBR 8800 8) Controle de fissuras NBR 6118 Eurocode 2 Part 1-1 8.1 Fissuras geradas pelas restries de deformaes A rea mnima da armadura longitudinal de trao pode ser calculada por:
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  • Perfis mistos de ao Vigas mistas Novidades/Alteraes da nova NBR 8800 8.1 Fissuras geradas pelas restries de deformaes k = 0,8 A ct rea efetiva do concreto (l ef x t c ) f ct,ef pode ser tomado como 3MPa
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  • 8.1 Fissuras geradas pelas restries de deformaes Sistemas mistos ao-concreto Vigas mistas
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  • Sistemas mistos ao-concreto Vigas mistas 8.1 Fissuras geradas pelas restries de deformaes
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  • Sistemas mistos ao-concreto Pilares Mistos
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  • Sistemas mistos ao-concreto Pilares mistos ao concreto Tipos de pilares mistos
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  • Sistemas mistos ao-concreto Pilares mistos ao concreto Tipos de pilares mistos
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  • Sistemas mistos ao-concreto Pilares mistos ao concreto Hipteses bsicas -h interao completa entre o concreto e o ao -as imperfeies iniciais so compatveis com aquelas adotadas para as barras de ao submetidas fora normal de compresso -no pode haver flambagem local para fora normal e momento fletor
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  • Sistemas mistos ao-concreto Pilares mistos ao concreto Limites de aplicabilidade -os pilares devem ter dupla simetria e seo constante -o concreto deve ser de densidade normal - o fator de contribuio do ao igual a deve ser superior a 0,2 e inferior a 0,9 Se for inferior a 0,2, o pilar deve ser dimensionado pela NBR6118 como pilar de concreto; se maior que 0,9 como pilar de ao
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  • Perfis mistos de ao Pilares mistos ao concreto Limites de aplicabilidade - a esbeltez relativa do pilar no pode exceder a 2,0 -pilares preenchidos podem ser fabricados sem qualquer armadura -pilares parcialmente revestidos ou totalmente revestidos tem que possuir armadura longitudinal cuja rea atenda a -a relao entre altura e largura das sees mistas retangulares deve estar entre 0,2 e 5,0
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  • Sistemas mistos ao-concreto Pilares mistos ao concreto Limites de aplicabilidade -para sees totalmente revestidas com concreto,os cobrimentos do perfil de ao deve atender a e -para sees parcial ou totalmente revestidas de concreto devem existir armaduras longitudinal e transversal para garantir a integridade do concreto.Nas sees parcialmente revestidas estas armaduras devem ser ancoradas no perfil de ao atravs de furos na alma ou conectores de cisalhamento cujo espaamento no exceda 500 mm
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  • Sistemas mistos ao-concreto Pilares mistos ao concreto Flambagem local dos elementos de ao a) Nas sees circulares preenchidas com concreto b) Nas sees retangulares preenchidas com concreto c) Sees I ou H parcialmente revestidas
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  • Sistemas mistos ao-concreto Pilares mistos ao concreto
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  • Perfis mistos de ao Pilares mistos ao concreto Introduo de cargas Nas regies de introduo de cargas nos pilares, tem-se que evitar escorregamento significativo na interface do perfil de ao e o concreto. Para tanto assume-se um comprimento de introduo de carga igual a duas vezes a menor dimenso do pilar ou um tero da distncia entre os pontos de introduo de carga, o que for menor.
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  • Perfis mistos de ao Pilares mistos ao concreto Cisalhamento entre o perfil de ao e o concreto
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  • Perfis mistos de ao Pilares mistos ao concreto Cisalhamento entre o perfil de ao e o concreto -Regies de introduo de cargas
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  • Sistemas mistos ao-concreto Pilares mistos ao concreto Introduo de cargas
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  • Sistemas mistos ao-concreto Pilares mistos ao concreto
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  • Exemplo de pilar totalmente revestido NBR 8800 Menor seo de ao para montagem PS 250x250x8x6,3 Para esta seo de ao, maior seo de pilar misto admissvel que atenda aos requisitos da NBR : 40 cm x40 cm Resistencia do pilar misto: fck=40 MPa, armadura com fy=500 Mpa comp. destravado flambagem = 400 cm 16 ferros de 12,5 mm c/estribos 5mm cada 15 cm NRd = 5168 kN
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  • Pilar totalmente revestido AISC 2007 Para a mesma seo de ao anterior, PS 250x250x8x6,3, a maior seo que atende as exigncias do AISC : 70cm x 70cm Resistencia do pilar misto: fck=40 MPa, armadura com fy=500 Mpa comp. destravado flambagem = 400 cm 28 ferros de 20 mm c/estribos de 6,3 mm cada 20 cm NRd = 15045 kN Sistemas mistos ao-concreto Pilares mistos ao concreto
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  • Comparaes de custo Os valores que a seguir consideramos so valores de custo no incluindo portanto BDI e impostos. Tambm no esta considerando o custo de projeto Concreto lanado : R$ 325,00/m(fck=40 MPa) Armadura :R$ 4,50/Kg (fy=500 MPa) Formas : R$ 40,00/m Estrutura metlica : R$ 5,04/Kg
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  • Sistemas mistos ao-concreto Pilares mistos ao concreto Para a carga de 5168 kN, p-direito de 4 m Pilar de ao : PS 400x400x19x9,5 (146,32 Kg/m) C = 146,32x4x5,04 = 2950,00/p-direito Pilar misto c/ Ps 250x250x8x6,3 e seo 40x40 cm concreto:0,40x0,40x4x325.00 = 208,00 armadura : 16x4x0,963x4,50 = 277,34 formas : 0,40x4x4x40.00 = 256,00 perfil de ao : 4x43x5,04 = 866,88 estribos : 27x1,54x0,154x4,50 = 28,82 TOTAL:1637,04/p-direito economia de 45 %
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  • Sistemas mistos ao-concreto Pilares mistos ao concreto Para a carga de 15045 kN, que o mximo que nossa seo de ao pode trabalhar como mista pelo AISC temos: Pela NBR8800, pilar de concreto calculado pela NBR 6118 : Seo 70x70 40 ferros de 20mm concreto : 0,70x0,70x4x325,00 = 637,00 armadura :40x4x2,47x4,50 = 1778,40 perfil de ao : 4x43x5,04 = 866,88 estribos : 20x2,58x4,50 = 232,20 forma : 0,70x4x4x40,00 = 448,00 Total : 3960,05/p-direito
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  • Sistemas mistos ao-concreto Pilares mistos ao concreto Pelo AISC pilar misto 70x70 cm, mostrado anteriormente. concreto : 0,70x0,70x4x325,00 = 637,00 armadura : 28x4x2,47x4,50 = 1244,88 perfil de ao : 4x43x5,04 = 866,88 estribos : 20x2,58x4,50 = 232,20 forma : 0,70x4x4x40,00 = 448,00 Total : 3428,96 /p-direito economia de 13,4 %
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  • Perfis mistos de ao Ligaes mistas Uma ligao denominada mista quando a laje de concreto participa da transmisso de momento fletor de uma viga mista para um pilar ou para outra viga mista do vo adjacente. Numa viga mista com ligao mista o peso do perfil de ao reduzido em, aproximadamente 8%,em relao ao peso do perfil da viga mista simplesmente apoiada. A ligao mista uma ligao de resistncia parcial pois apesar de ter grande rigidez inicial, no tem a mesma resistncia a flexo da viga mista suportada por ela.
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  • Perfis mistos de ao Ligaes mistas Classificao das ligaes com base em sua rigidez (analise elstica): Rotuladas So aquelas projetadas de tal forma que no sejam capazes de desenvolver ou transmitir momentos que possam afetar a resistncia das barra s quais estejam ligadas. Rgidas So aquelas cuja deformao (rotao relativa) pequena o suficiente para no influenciar na distribuio das foras e momentos internos da estrutura. Semi-rgidas So aquelas que no se enquadram como ligaes rotuladas ou rgidas.Seu comportamento definido pela relao momento-rotao.
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  • Perfis mistos de ao Ligaes mistas Classificao das ligaes com base em sua resistncia (anlise elasto-plstica): -Rotuladas -De resistncia total (contnuas) So capazes de desenvolver resistncia igual ou superior da viga
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  • Perfis mistos de ao Ligaes mistas Classificao das ligaes com base em sua resistncia (anlise elasto-plstica): -De resistncia parcial (semi-contnuas) No so capazes de desenvolver a resistncia da viga. Deve ser demonstrado experimentalmente ou por anlise terica que a ligao possui capacidade de rotao suficiente para que se formem as rotulas plsticas previstas nas barras,mantendo sua resistncia at o mecanismo de colapso final.
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  • Perfis mistos de ao Ligaes mistas Geralmente a resistncia das ligaes mistas da ordem de 30% a 50 % da resistncia da viga mista ao momento fletor positivo e de 60 % a 90% da resistncia da viga mista na regio de momento fletor negativo. A ligao mista deve, portanto, ter capacidade de rotao suficiente para no sofrer colapso antes que a viga atinja uma determinada situao caracterizada como estado limite ltimo, que pode ser a formao de rtulas plsticas nas ligaes mistas e o desenvolvimento de momento prximo ao de plastificao total no vo da viga mista.
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  • Perfis mistos de ao Ligaes mistas Nas vigas com ligaes mistas no podem ser atingidos estados limites no dcteis tais como instabilidades locais ou globais ou rupturas de parafusos ou armaduras. Os perfis de ao empregados devem atender a : a) A posio da linha neutra plstica determinada para a seo mista sujeita a momento negativo, a relao entre duas vezes a altura da parte comprimida da alma e sua espessura deve ser menor ou igual a
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  • Perfis mistos de ao Ligaes mistas b) A relao entre a metade da mesa inferior comprimida e sua espessura deve ser menor ou igual a Os procedimentos de calculo do anexo R da NBR-8800 aplicam-se somente s ligaes mostradas neste anexo, que reproduzimos a seguir:
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  • Perfis mistos de ao Ligaes mistas
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